高压直流断路器技术规范

ICS**.***

***

CSEE

中国电机工程学会标准

T/CSEEXXXX-2019

高压直流断路器技术规范（中文名称）

Technicalspecificationforhighvoltagedccircuitbreaker（英文名称）

（征求意见稿）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中国电机工程学会发布

T/CSEEXXXX-2019

1范围

本标准（或本部分或本指导性技术文件）规定了直流系统用户内或户外混合式与机械式高压直流断

路器的术语与定义、使用条件、电气结构、技术要求、设计要求、试验要求等内容，指导高压直流断路

器的设计制造等。

本标准（或本部分或本指导性技术文件）适用于运行于100kV及以上直流系统中的高压直流断路器。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T18494.2-2007变流变压器第2部分：高压直流输电用换流变压器

GB1984-2014高压交流断路器

GB/T11022—2011高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求

GB11032-2010交流无间隙金属氧化物避雷器

GB/T13540—2009高压开关设备和控制设备的抗震要求

GB/T16927.1—2011高电压试验技术第1部分：一般定义及试验要求

GB/T17626.2—2006电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验

GB/T17626.3—2006电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验

GB/T17626.4—2008电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

GB/T17626.5—2008电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验

GB/T17626.6—2008电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度

GB/T17626.8—2006电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验

GB/T17626.9—2011电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验

GB/T17626.10—1998电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡磁场抗扰度试验

GB/T17626.18—2016电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡波抗扰度试验

GB/T17741-2005工程场地地震安全性评价

GB/T22390.3—2008高压直流输电系统控制与保护设备第3部分：直流系统极控设备

GB/T22389高压直流换流站无间隙金属氧化物避雷器导则

GB/T26218.1-2010污秽条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定第1部分：定义、信息和一

般原则

GB50260-2013电力设施抗震设计规范

IEC60044-8互感器第8部分：电子式电流互感器

UL94仪表和设备部件用塑料的燃烧性测定（TestforFlammabilityofPlasticMaterialsfor

PartsinDevicesandAppliances）

GB/T311.1-2012绝缘配合第1部分：定义、原则和规则

GB/T762-2002标准电流等级

GB/T2900.20-2016电工术语高压开关设备和控制设备

GB/T7354-2003局部放电测量

GB/T11022-2011高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求

GB/T13498-2017高压直流输电术语

GB/T16927.1-2011高电压试验技术第一部分：一般试验要求

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T/CSEEXXXX-2019

GB/T20990.1-2007高压直流输电晶闸管阀第1部分：电气试验

GB/T30425-2013高压直流输电换流阀水冷却设备

GB/T34139-2017柔性直流输电换流器技术规范

IEC61850-10:2005变电站内通信网络和系统第10部分：一致性测试

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

高压直流断路器HVDCcircuitbreaker

能够关合、承载和开断高压直流输电系统中的运行电流，并能在规定的时间内关合、承载和开断直

流系统故障电流的开关设备。

3.2

机械式高压直流断路器mechanicalHVDCcircuitbreaker

由机械开关、电感电容振荡电路和能量吸收装置构成，为机械开关装置提供人工过零振荡电流从而

实现直流电流开断的直流断路器。

3.3

混合式高压直流断路器hybridHVDCcircuitbreaker

由电力电子器件、快速机械开关、能量吸收装置和强迫换流组件（若有）构成，并通过电力电子器

件实现电流开断的高压直流断路器。

3.4

快速机械开关ultra-fastmechanicalswitch

触头能够在数毫秒内达到规定开距，并耐受断路器暂态开断电压的机械型开关。

3.5

半导体单元semiconductorunit

由电力电子器件及辅助元部件组成的最小功能单元。

3.6

半导体组件semiconductormodule

由多个半导体单元构成的装置。

3.7

主通流支路mainconductbranch

用于承载直流系统运行电流的支路。

3.8

电流转移支路currenttransferbranch

用于在断路器分、合过程中转移电流的支路。

3.9

能量吸收支路energydissipationbranch

用于抑制断路器开断过电压并吸收能量的支路。

3.10

强迫换流组件forcedcommutationcomponent

电流转移支路中与半导体组件串联，一般由电抗器、储能电容等部件构成，产生振荡电流实现高压

直流断路器中电流转移的装置。

3.11

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控保装置controlandprotectiondevices

用于控制高压直流断路器各部件按照逻辑进行动作，具有故障保护功能，并能与直流控制保护系统

相配合的设备。

3.12

冷却装置（如有）coolingdevice

用来吸收功率器件及其辅助元件在高压直流断路器运行各种条件下产生的热量的装置。

3.13

供能装置high-potentialpowersupplydevice

提供高压直流断路器正常运行电能，具有对地和端间暂稳态电压隔离能力。

3.14

额定电流ratedcurrent

开关设备和控制设备的额定电流是在规定的使用和性能条件下，开关设备和控制设备应该能够持续

承载的电流的有效值。

3.15

最大持续运行直流电流maximumcontinuousoperatingdirectcurrent

高压直流断路器在长期连续运行条件下，允许流过的最大直流电流。

3.16

额定短时耐受电流ratedshorttimewithstandcurrent

在规定的使用和性能条件下，在规定的时间内，系统要求高压直流断路器在合闸状态下能够承载的

故障电流有效值。

3.17

过负荷电流overloadcurrentinoperation

直流输电系统以超过额定输送功率方式运行时流过断路器的电流。

3.18

额定开断电流ratedbreakingcurrent

在规定的使用和性能条件下，高压直流断路器能够开断的最大短路电流。

3.19

泄漏电流leakagecurrent

在规定的使用和性能条件下，直流系统额定电压施加于直流断路器两端所产生电流。

3.20

开断时间breaktime

从断路器收到开断命令时刻，到流过断路器的总电流开始下降时刻的时间间隔。

3.21

全开断时间interruptiontime

从高压直流断路器收到开断命令时刻，到直流电流降至泄漏电流的时间间隔。

3.22

最大暂态开断电压maximumtransientinterruptionvoltage

高压直流断路器开断过程中端间出现的最大电压。

3.23

额定电压ratedvoltage

额定电压等于开关设备和控制设备所在系统的最高电压，它表示设备用于的电网的“系统最高电压”

的最大值。

3.24

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清除时间clearancetime

高压直流断路器开断过程中，从直流电流开始下降时刻到其至指定电流值时刻的时间间隔。

3.25

额定吸收能量rateddissipationenergy

能量吸收支路能够吸收且不致引起热损坏的最大能量。

3.26

额定关合电流ratedmakingcurrent

在规定的使用性能条件下，高压直流断路器关合于正常运行线路能够承载的最大电流。

3.27

额定短路关合电流ratedshort-circuitmakingcurrent

在规定的使用性能条件下，高压直流断路器在关合于故障线路能够承载的最大电流。

3.28

恢复时间recoverytime

高压直流断路器开断后，恢复至具备完成一次开断能力所需要的最小时间间隔。

3.29

测量单元（如有）measuringunit

能够对高压直流断路器各个关键部件的电气量、状态量等进行测量，并能够形成信息通知运行人员

的最小功能单元。

4整体技术要求

4.1概述

在直流系统中，高压直流断路器常采用几个并联支路完成开断任务。对于本标准中所描述的机械式

和混合式高压直流断路器各自有不同的拓扑结构和不同的技术特点，在附录A中对其典型拓扑结构给予

了描述，开断原理见附录B。

高压直流断路器整体基本要求如下：

a)高压直流断路器应具备耐受系统正常运行电压和电流，及直流系统接地、极间短路等、主保护

拒动和高压直流断路器误动或拒动等典型故障工况下暂态电压和电流能力；

b)高压直流断路器应进行抗电磁干扰设计，应充分考虑临近隔离刀闸动作对高压直流断路器整体

电磁干扰影响；

c)高压直流断路器应采用低噪声元部件，以降低运行时的噪声水平。

4.2额定直流电压

在规定的运行条件下，直流断路器所在线路正常连续运行的直流电压,典型额定直流电压可从以下

数值（单位为千伏（kV））中选取，：

60，160，200，320，400，500，660，800，1000。

注：以上额定值是参考GB/T34139-2017，结合已有直流输电工程的电压等级给出，具体的电压等级可根据供

需双方协商确定。

4.3额定直流电流

在规定的运行条件下，直流断路器合闸位置上长期连续运行的直流电流,典型额定直流电流可从以

下数值（单位为安（A））中选取：

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156，250，500，625，750，1000，1250，1560，2000，2500，3000。

注：以上额定值是参考GB/T34139-2017，结合已有直流输电工程的电流等级给出，具体的电流等级可根据供

需双方协商确定。

4.4额定开断电流

在规定的使用和性能条件以及规定的电压下，直流断路器可开断最大瞬时短路电流值，额定开断电

流可从以下数值（单位为千安（kA））中选取：

4，5，6.3，8，10，12.5，15，20，25，31.5，40。

注：以上额定值是参考GB/T762-2002中规定的R10系列，具体的电流等级可根据供需双方协商确定。

4.5额定绝缘水平

直流断路器的额定绝缘水平由实际工程提供。

绝缘水平应包括直流断路器开断过程中和断态下的各种过电压：直流耐受电压，额定雷电冲击耐受

电压及额定操作冲击耐受电压。

其中，耐受电压适用于GB/T311.1-2012中规定的标准参考大气（温度（20℃）、压力（101.3kPa）

和湿度（11g/m3））条件。

这些耐受电压包括了正常运行条件下（见GB/T11022-2011中2.2）规定的最高海拔1000m时的海拔

修正。对于特殊使用条件，见GB/T11022-2011中2.3。

注：对于额定绝缘水平有特殊要求时，可由供需双方协商确定。

4.6抗震能力

应考虑安装场地的地震条件，提出其抗震等级要求，可参照GB/T13540—2009执行。

4.7防火防爆

高压直流断路器在设计、制造、安装上应能消除任何原因导致的火灾，及火在直流断路器内蔓延的

可能性，防火防爆设计应遵守以下原则：

a)高压直流断路器内的非金属材料应是阻燃的，并具有自熄灭性能，垂直件的材料应符合UL94

V-0材料标准，水平件的材料应符合UL94HB材料标准。所有的塑料中应添加足够分量的阻燃

剂，但不应降低材料的其它必备的物理特性，如机械强度和电气绝缘特性。所有非金属材料的

阻燃添加成分不应含有卤素；

b)户内高压直流断路器采用无油元件；

c)高压直流断路器标准组件的结构不得使其内部故障产生爆炸而致使事故扩大；

d)减少电接触点的数量，所有电气连接触点宜使用螺栓紧固，每个电气联接应牢固、可靠，避免

产生过热和电弧；

e)应避免冷却水（如有）中含杂质以及冷却系统（如有）腐蚀等原因导致的电弧和火灾。

4.8电磁兼容

应符合GB/T11022—2011中5.18条的规定，并作出如下补充：

a)高压直流断路器整机和各关键部件均应满足电磁兼容性要求；

b)高压直流断路器抗电磁干扰能力可通过高压直流断路器型式试验来检测，在型式试验中控保装

置不应发生错误信息，各部件不应发生损坏、误动作或未按正常逻辑动作；

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c)高压直流断路器控保装置中高电位触发与监控单元应满足以下要求：

1)静电放电抗扰度，应不低于GB/T17626.2—2006中4级要求；

2)射频电磁场辐射抗扰度，应不低于GB/T17626.3—2006中4级要求；

3)电快速瞬变脉冲群抗扰度，应不低于GB/T17626.4—2008中4级要求；

4)浪涌（冲击）抗扰度，应不低于GB/T17626.5—2008中4级要求；

5)射频场感应的传导骚扰抗扰度，应不低于GB/T17626.6—2008中差模3级及共模4级要

求；

6)工频磁场抗扰度，应不低于GB/T17626.8—2006中5级要求；

7)脉冲磁场抗扰度，应不低于GB/T17626.9-2011中5级要求；

8)阻尼振荡磁场抗扰度，应不低于GB/T17626.10-1998中5级要求；

9)阻尼振荡波抗扰度，应不低于GB/T17626.18-2016中5级要求。

5关键部件技术要求

5.1快速机械开关

5.1.1一般要求

高压直流断路器快速机械开关是承载系统额定电流、短时过负荷和故障电流，并耐受系统暂稳态电

压和暂态开断电压的核心部件。在某些高压直流断路器拓扑结构中，还需在一定的电压下开断强迫换流

组件产生的电流。快速机械开关应满足以下基本要求：

a)在收到分合闸命令后，应在规定时间内完成动作并保持状态，不发生拒动或误动；

b)应满足高压直流断路器在规定工况下的电压、电流、电流变化率、电压变化率和机械应力等要

求；

c)应满足机械操作寿命和电寿命要求；

d)快速机械开关可以采用多个断口串联的方式以满足耐压要求，应考虑配置冗余断口，冗余断口

数量由供需双方协商确定。

5.1.2设计要求

快速机械开关的设计需满足以下要求：

a)温升不应超过规定的温升极限，应符合GB/T11022-2011中第6.5节的温升试验要求；

b)短时电流耐受能力应满足高压直流断路器短时电流耐受要求；

c)多个断口串联的快速机械开关，应需考虑动、静态均压要求，同时需考虑各个断口分闸操作的

同期性；

d)在收到分闸指令后，应能在2ms内耐受高压直流断路器最大暂态开断电压；

e)应考虑快速机械开关无弧和有弧开断工况。有弧开断的快速机械开关分合闸次数，需按照电寿

命与机械寿命进行考核；无弧开断的快速机械开关分合闸次数需按照机械寿命进行考核；快速

机械开关的电寿命与机械寿命不低于3000次；

f)操动机构储能装置应具备状态指示和在被触及前将能量泄放至安全水平功能；应能通过手动或

控保装置进行储能或泄放能量操作；

g)应具有分合闸状态指示和操作次数记录功能，上述状态和检测应能通过通信接口向直流断路器

控保装置反馈；

h)绝缘介质若采用真空或SF6气体，应符合GB/T11022-2011中密封试验的规定；

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i)应保证在两次计划检修之间的运行周期内，多个断口串联的快速机械开关损坏数量不超过冗余

开关数；

j)快速机械开关应能独立控制，保证故障断口的失效模式为短路（拒分）模式；

k)重合闸能力根据工程具体要求确定，重合闸时间应满足高压直流断路器重合闸需求。

5.2半导体组件

5.2.1一般要求

高压直流断路器半导体组件是实现直流电流在内部转移与开断的核心部件。

主支路半导体组件（若有）是由一个或者多个电力电子单元构成的组件，主要用于承载长期直流系

统电流和短时故障电流，同时通过闭锁将电流换流到转移支路，设计应充分考虑高压直流断路器导通和

转移系统电流过程中的电压、电流、电流变化率、电压变化率以及热等应力，应能导通直流系统最大运

行电流、过负荷电流、高压直流断路器拒动工况下故障电流，以及实现正常开断工况下直流电流可靠转

移。

转移支路半导体组件是由一个或者多个电力电子单元构成的组件，能够承受故障短时大电流和关断

过电压，设计应充分考虑高压直流断路器开断及重合闸过程中电压、电流、电流变化率、电压变化率以

及热等应力，应能在高压直流断路器开断时间内导通和转移系统电流，及重合闸工况下导通和转移系统

电流能力。

同时还应考虑高压直流断路器在断态工况下耐受直流系统中的各种暂稳态电压时施加在半导体组

件的电气应力。

在高压直流断路器半导体组件中，应考虑配置冗余半导体单元。

5.2.2设计要求

高压直流断路器半导体组件设计应满足以下要求：

a)主支路半导体组件耐受电压应高于转移支路半导体导通额定开断电流时通态电压，确保实现正

常开断工况下直流电流可靠转移；

b)转移支路半导体组件应能耐受高压直流断路器断态工况下的各种暂稳态电压以及开断工况下

最大暂态开断电压；

c)半导体组件中串联半导体单元或器件间在不同电压作用下的电压分散性应不超过±5%，并联半

导体单元或器件间在不同电流作用下的电流分散性应不超过±5%；

d)半导体组件电力电子器件在关断过程中或断态下的最高耐受电压应不超过其额定电压，并至少

留有10%的裕度；

e)半导体组件在导通、关断全工况暂稳态及故障电流后，电力电子器件的最高结温应不超过器件

所允许最高应用结温，且留有5%裕度；

f)半导体组件的冗余单元数量应不少于半导体单元总数的5%；

g)半导体组件中半导体单元故障应能被可靠隔离或者处于短路状态；

h)半导体组件结构设计应易于组装、检修与维护，电力电子器件等构成一次和二次部件应易于更

换，宜采用组件式设计。

5.3强迫换流组件

5.3.1一般要求

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强迫换流组件是实现直流电流在高压直流断路器内部转移的核心部件，用于实现将电流从主支路向

转移支路转移的组件，一般由电抗器、储能电容等部件构成，对含有强迫换流组件的高压直流断路器，

其设计应满足以下基本要求：

a)应在额定开断电流范围内实现任意幅值电流的快速转移而不发生拒动或者误动；

b)应充分考虑高压直流断路器导通、开断、断态和重合闸工况下的电压、电流、电流变化率、电

压变化率和机械等应力；

c)应采用无油化设计。

5.3.2设计要求

高压直流断路器强迫换流组件设计应满足以下要求：

a)最大电流转移能力应至少为高压直流断路器额定开断电流的1.2倍；

b)满足高压直流断路器分-合-分操作模式的电流转移、开断和关合需求；

c)强迫换流组件电抗器绝缘耐压应能耐受断路器开断时所产生的最大电压应力；

d)储能部件应具备状态指示功能；储能部件应能够通过手动或控保装置进行储能或泄放能量操作，

在设备停运或维护期间应能自动释放存储能量；

e)对于采用多个强迫换流组件的混合式高压直流断路器，应考虑多个强迫换流组件间的均压、均

流特性，各个组件间操作不同期性低于20μs；

f)强迫换流组件失去供能后恢复供能前，强迫换流组件不应该动作。

5.4能量吸收装置

5.4.1一般要求

能量吸收组件用于限制高压直流断路器最大暂态开断电压并吸收直流系统储存能量，其设计应满足

以下要求：

a)应能长时承受直流系统正常及过负荷运行条件下电压；

b)最大暂态开断电压限制水平应综合考虑高压直流断路器整体绝缘和清除时间要求；

c)额定吸收能量应不低于高压直流断路器在系统中额定开断电流开断及重合闸（如适用）后再次

开断所需要吸收的能量；

d)应装设压力释放装置，在外壳不爆裂的前提下释放绝缘外套内因故障引起的高气压力；

e)应具备多次额定吸收能量吸收能力，具体次数由供需双方协商确定。

5.4.2设计要求

能量吸收装置设计应满足以下要求：

a)能量吸收装置应采用无间隙金属氧化物变阻器，采用免维护设计，并密封在绝缘外套中，推荐

采用复合外套，外套绝缘耐受电压、大电流压力释放能力应满足系统设计要求；

b)能量吸收装置电阻片应在相同的工艺和技术条件下生产加工而成，经过严格筛选，具备良好一

致性；

c)能量吸收装置的保护水平推荐为系统电压的1.5~1.6倍；

b)额定吸收能量应不低于高压直流断路器在一次额定电流开断或系统重合闸（如适用）操作过程

中两次开断所需吸收的能量，同时还应具有至少1.2倍安全裕度；

c)能量吸收装置故障损坏应能可靠识别，并具备故障信息上报直流断路器控保装置功能；

d)能量吸收装置应有可靠的密封。在寿命期间内，不应因密封不良而影响能量吸收单元的运行性

能；

e)能量吸收装置各并联单元间电流分布系数应不大于1.05；

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f)能量吸收装置在1.05倍持续运行电压下的局部放电量应小于10pC；

g)能量吸收装置在直流断路器额定端间耐受电压下泄漏电流满足要求。

5.5控保装置

5.5.1一般要求

高压直流断路器控保装置是断路器相关的控制、测量、保护及调节功能的装置，由控制保护单元、

光电转换设备、高电位触发与监控单元等构成，用于控制高压直流断路器、实现设备状态监视、故障诊

断及保护，应设计为冗余系统，并具有完善的自检功能，接口符合规范要求，其故障不应造成高压直流

断路器一次设备损坏。

5.5.2设计要求

控制保护在装置设计应满足以下要求：

a)控制保护装置应具备控制、保护、测量、监视、接口及录波等功能；

b)应能接收直流控制保护系统发送的控制信号，根据控制信号顺序控制高压直流断路器各个组件

动作，并能对半导体组件、快速开关、能量吸收组件、水冷系统等的状态进行监测；

c)应具备对主支路半导体组件、转移支路半导体组件、快速机械开关等核心组件操作功能，通过

高电位触发与监控单元实现半导体单元的控制和状态监测，并将状态信息通过光电转换设备回

报给控制保护单元；

d)为防止设备损坏，应能根据系统和设备情况锁定高压直流断路器，例如在电流超出断路器开断

能力或能量吸收组件处于冷却阶段不具备再次开断条件时，收到直流控制保护系统下发的开断

指令时不动作；

e)通过高电位触发与监控单元实现半导体单元的控制和状态监测，并将状态信息通过地电位光电

转换设备回报给控制保护单元。当任一半导体单元故障时，控保装置应发出报警信号。如果高

压直流断路器半导体单元损坏数超过冗余数，应向直流控制保护系统发出分闸不允许信号；

f)推荐配置高压直流断路器本体过流保护、组部件冗余保护以及辅助系统保护；

g)推荐配置测量功能，实现对系统电流、电压参数测量；

h)应具备与直流控制保护系统、时钟同步系统、快速开关、故障录波系统、水冷系统、测量系统

等设备及直流断路器本体的通信接口功能；

i)高压直流断路器电流测量系统建议冗余设计，由控保装置完成判决；

j)测量系统应满足高压直流断路器对电流检测、电流检测快速响应和应用环境的抗干扰要求，不

得因电磁干扰造成数据错误。

5.6供能装置

5.6.1一般要求

供能装置是用于向组成高压直流断路器的半导体组件、强迫换流组件（若有）、快速机械开关及其

它功率部件提供能量的设备。

供能装置应满足高压直流断路器相应电压等级下的内外绝缘设计及内部处于不同电位的功率部件

的绝缘设计要求，输出电压及电流参数应满足高压直流断路器中所有功率部件的运行要求。

5.6.2设计要求

供能设备设计应满足以下要求：

a)具备取能状态监测功能，保证当取能设备发生异常时向高压直流断路器控制装置发送报警信号；

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b)输入电源中断时需具备不间断工作的能力，并能保持运行至少1分钟。在输入电压中断时，高

压直流断路器没有误操作，没有误报警，任何正在执行的行为被正确完成；

c)对地绝缘隔离宜采用干式绝缘变压器或气体绝缘变压器实现，具备耐受直流系统额定电压及各

种暂态电压的能力，变压器设计应满足GB/T1094.1等标准的规定；

d)气体绝缘变压器中气体要求参照气体现行标准，并需具备气体压力实时监测功能；

e)绝缘隔离变压器绕组温升满足要求。

5.7冷却系统（如有）

5.7.1一般要求

冷却系统主要用来吸收主支路半导体组件在各种运行条件下产生的热量，宜采用密闭式循环水冷却

系统，应使得主支路半导体组件中电力电子器件在导通、关断系统暂稳态及故障电流下的最高结温满足

设计要求。

5.7.2设计要求

高压直流断路器水冷设计应满足如下要求：

a)内冷却系统的冷却介质应采用去离子水，并考虑以电加热棒的形式防止冻结；

b)内冷却系统必须设置可靠的密封结构，并避免因水压作用和密封结构老化造成的漏水隐患；

c)内冷系统进、出口位置须设计可靠的水温传感器，并能够根据混合式高压直流断路器运行要求

设置水温告警、申请跳闸等信息量；

d)内冷系统须监视冷却水电导率，并能够根据混合式高压直流断路器运行要求设置电导率告警、

申请跳闸等信息；

e)内冷及外冷系统的冷却容量应保证在各种运行条件下有效冷却高压直流断路器，并考虑一定裕

量；

f)内冷系统主循环泵应冗余配置，定期自动切换并在切换不成功时应能自动切回，且切换不成功

判据延时与回切时间的总和不大于流量低保护动作时间；

g)水冷系统各阀门应装设位置指示装置和阀门闭锁装置；

h)主泵切换应具有手动切换功能；主泵与管道连接部分宜采用软连接；主泵宜设计轴封漏水检测

装置，及时检测轻微漏水；主泵前后应设置阀门，以便在不停运内冷系统时进行主泵故障检修；

i)冷却系统应配备完善的控制/保护系统。

6试验要求

6.1通用要求

高压直流断路器的试验分为两部分：

a)型式试验：检验高压直流断路器的功能性是否满足设计要求；

b)出厂试验：检验高压直流断路器的关键零部件及组件生产组装的合理性和功能完整性。

6.2型式试验

型式试验是为了验证高压直流断路器产品设计能否满足技术规范的全部要求所进行的试验，应至少

包含如表1所示试验项目。

表1高压直流断路器型式试验

序号试验类型试验对象试验依据

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1对地直流耐压试验高压直流断路器整机

2对地操作冲击试验高压直流断路器整机

3对地雷电冲击试验高压直流断路器整机

4端间直流耐压试验高压直流断路器整机

5端间操作冲击试验高压直流断路器整机

6最大连续运行及过负荷电流试验高压直流断路器主通流支路

7额定短时电流耐受试验高压直流断路器主通流支路

依据实际工

小电流开断试验高压直流断路器整机

8程设计确认

9额定电流开断试验高压直流断路器整机

10短路电流开断试验高压直流断路器整机

11额定关合电流试验高压直流断路器整机

12额定短路关合电流试验高压直流断路器整机

13重合闸试验（如适用）高压直流断路器整机

14刀闸拉弧电磁干扰试验（选作）高压直流断路器整机

15电磁兼容试验高压直流断路器功能单元或整机

6.3出厂试验

出厂试验是为了发现材料和结构中的缺陷以及装配过程的失误。它们不会损坏试品的性能和可靠性。

出厂试验应该在制造厂任意合适可行的地方对每台制成的产品进行，以确保产品与已通过型式试验的设

备一致。与用户协商，出厂试验可以在现场进行。

如果直流断路器在运输前不完成总装，那么应该对所有的运输单元单独进行试验。在这种场合，制

造厂应该证明这些试验的有效性。产品出厂应附有出厂试验报告。

直流断路器的各组件应符合各自标准的要求，并按这些要求进行试验，应至少包含如表3所示试验

项目。整机出厂试验依据工程可由共需双方协商确定。

表3高压直流断路器出厂试验

序号内容说明

1半导体组件外观检查检查半导体组件所有材料和部件是完好的且安装正确

2半导体组件连接检查检查所有半导体组件主要的载流连接正确

3半导体组件均压回路检查检查半导体组件均压回路的参数

4半导体组件控制、保护和监测回路检查检查组成半导体组件的控制、保护和监测回路功能

检验半导体组件能耐受的最高电压，包括直流试验电压和操

半导体组件电压耐受检查

5作冲击试验电压（若适用）

6半导体组件局部放电检查对半导体组件进行适当的局部放电试验

检查每个半导体组件中电力电子器件按照开关命令正确地

半导体组件开通关断检查

7/开通和关断

8快速机械开关外观检查应符合GB/T1984-2014中7.5条的规定

9快速机械开关主回路电阻测量应符合GB/T11022-2011中7.4条的规定

10快速机械开关密封试验应符合GB/T11022-2011中7.5条的规定

11快速机械开关辅助和控制回路检查应符合GB/T11022-2011中7.3条的规定

12快速机械开关电压耐受试验检验快速开关的绝缘强度是否满足要求

13快速机械开关动态耐压试验检验快速机械开关在开断运行行程中耐受电压冲击的能力

14能量吸收装置试验应符合GB11032和GB/T22389的规定

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15密封试验（如有）检查没有冷却液泄漏

7铭牌

直流断路器应有铭牌。铭牌用耐腐蚀材料制成，字样、符号应清晰耐久。铭牌的安装位置在正常运

行时应明显可见。

铭牌应包括以下信息：

a)标准代号；

b)制造厂名；

c)出厂序号；

d)制造年份；

e)额定电压；

f)额定电流；

g)额定开断电流；

h)开断时间（10A\100A\额定电流\故障电流）；

i)最大暂态开断电压；

j)动作时序（如带有重合闸功能）；

k)操作寿命；

l)设备总重量和关键组件重量；

m)电力电子器件类型、规格和数量；

n)额定绝缘水平；

o)恢复时间。

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附录A

（规范性附录）

高压直流断路器

A.1机械式高压直流断路器

A.1.1组成

机械式高压直流断路器包含主通流支路、电流转移支路和能量吸收支路。主通流支路由快速机械开

关构成；电流转移支路由强迫换流组件与半导体组件构成的触发开关串联构成；能量吸收支路由能量吸

收组件构成。拓扑结构见图A.1。

图A.1机械式直流断路器拓扑

A.1.2电流转移支路

A.1.2.1无充电回路

图A.2.1电流转移支路（无充电回路）

A.1.2.2有充电回路

图A.2.2电流转移支路（有充电回路）

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A.2混合式高压直流断路器

A.2.1组成

混合式高压直流断路器包含主通流支路、电流转移支路和能量吸收支路。主通流支路由快速机械开

关，或快速机械开关与半导体组件串联构成；电流转移支路由半导体组件，或半导体组件与强迫换流组

件串联构成；能量吸收支路由能量吸收组件构成。拓扑结构图见图A.3。

图A.3混合式高压直流断路器拓扑结构

A.2.2主通流支路

A.2.2.1电力电子器件串联结构

图A.4.1.1主支路（电力电子器件串联结构）

A.2.2.2电力电子器件模块结构

图A.4.1.2主支路（电力电子器件模块结构）

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A.2.3电流转移支路

A.2.3.1半导体组件

a）电力电子器件串联结构

图A.4.2.1半导体组件（电力电子器件串联结构）

b)电力电子模块结构

图A.4.2.2半导体组件（电力电子模块结构）

c)电力电子桥式结构

图A.4.2.3半导体组件（电力电子桥式结构）

A.2.3.2强迫换流组件

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